高中生物必修一 3.4 细胞呼吸

C6H12O6
乳酸
CO2
A
BCБайду номын сангаас
C3H4O3
D H2O
E
C2H5OH + CO2
细胞 呼吸
概念 类型
有氧呼吸 无氧呼吸
概念 场所 过程 概念 场所 过程
细胞呼吸原理的应用
区别与 联系
当你飞黄腾达的时候，你的朋友知道你是谁；当你穷困潦倒的时候，你才知道你的朋友是谁。 稗子享受着禾苗一样的待遇，结出的却不是谷穗。 共同的事业，共同的斗争，可以使人们产生忍受一切的力量。 ——奥斯特洛夫斯基 知道自己目的地的人，才是旅行得最远的人。 温故而知新，可以为师矣。——《论语·为政》（温故知新） 希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 山涧的泉水经过一路曲折,才唱出一支美妙的歌。 要生活得漂亮，需要付出极大忍耐。一不抱怨，二不解释。 不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。 如果惧怕前面跌宕的山岩，生命就永远只能是死水一潭。 如果缺少破土面出并与风雪拚搏的气，种子的前途并不比落叶美妙一分。 人类的精神与动物的本能区别在于,我们在繁衍后代的同时,在下一代身上留下自己的美理想和对于崇高而美好的事物的信念。——苏霍姆林斯 基
联系
第一 阶段完全相同
（阅读课本资料分析）小组讨论： 细胞呼吸原理的应用实例
①包扎伤口用透气消毒纱 布或松软创可贴
②用酵母菌酿酒 ③用醋酸杆菌生产食醋
④用谷氨酸棒状杆菌生产味精
⑤松土 ⑥稻田排水
⑦慢跑
a.促进无氧呼吸 b.抑制无氧呼吸 c.促进有氧呼吸
细胞呼吸原理的应用
酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜的通气、温度和pH等条件 下，进行有氧呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行酒精发酵。
① 表示有氧呼吸途径的是___A_C_D _______； ② 氧气参与____D____阶段的化学反应； ③ 产生[H]的阶段是__A_C_____，产生能量最多的阶段是 _____D___； ④ 在细胞质基质中进行的是____A_B_E______，在线粒体 中进行的是____C_D_______； ⑤ 可在人体细胞中进行的是_____AB_C_D_____，可在酵母 菌中进行的是___A_C_DE_______。
？ O2
H2O
+ C6H12O6
酶 丙酮酸
+ 丙酮酸
酶 CO2
线粒体
探究活动三：O2在哪里参加反应及氧原子去向？
H218O
葡萄糖
丙酮酸
+18O2 1
+18O2 2
含细胞质基质
含线粒体
实验结论：
O2在线粒体中参与反应， 氧元素转移到产物水中。
探究活动四：能量在哪里产生
（提示：萤火虫发光器中有一种荧光素，这种物质在体外遇到ATP也 会发光，而且发光亮度与能量多少有关。）
结论：细胞质基质、线粒体中都能产生[H]
请写出：有氧呼吸三个阶段反应式并进行比较
第一阶段：葡萄糖初步分解
C6H12O6
酶
细胞质基质
2C3H4O3 + 4[H]+ 能量
第二阶段：丙酮酸彻底水解
2C3H4O3 + 6H2O
酶
线粒体基质
6CO2
+
20[H]+
能量
第三阶段：氧化还原反应
24[H]
+6O2
酶
38x6.02x1023=2.3x1025
有氧呼吸的总反应式：
丙酮酸
丙酮酸 或[ H ]
ATP 热能 （40%）
有氧呼吸概念：
细胞在氧__气__的参与下，通过 酶 的催化作用，彻底氧 化分解有机物，产生_C_O__2_和__H_2_O_，同时释放 能量 ， 生成许多ATP的过程。
苹果储存久了，会有什 么气味散发出来？
浙科版高中生物必修一第三章第4节
细胞呼吸
（第2课时）
南靖县第一中学 赖和英
有氧呼吸的场所 主要在线粒体
请画出线粒体的结构示意图并指出与有氧呼吸相关的酶主要 位于图中什么部位？
探究活动一：有氧呼吸的原料和产物
资料1： 为什么甜玉米放时间长了甜味会变淡？ 消耗糖类等有机物
资料2： 为什么把手插进堆放一段时间的新鲜谷堆，会有潮湿 和发热的感觉？
醋酸杆菌是一种好氧细菌。在氧气充足的条件下，醋酸杆菌大量繁 殖并将酒精氧化分解成醋酸。
谷氨酸棒状杆菌是一种好氧细菌。在有氧条件下，谷氨酸棒状 杆菌能将葡萄糖和含氮物质合成为谷氨酸。谷氨酸经过人们的进 一步加工，就成为谷氨酸钠──味精。
松土透气，可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而 有利于根系的生长和对无机盐的吸收。
第二阶段：丙酮酸不彻底水解 场所：细胞质基质
A：2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]
酶
2C3H6O3(乳酸)
(人和高等动物，乳酸菌，玉米胚、马铃薯块茎，甜菜块根等)
B：2C3H4O3（丙酮酸）+4[H] 酶 2C2H5OH(酒精)+2CO2
(大多数植物、酵母菌)
无氧呼吸的总反应式：
C6 H12O6 酶 2C2H5OH（酒精） + 2CO2 +少量能量
1
含线粒体
2
思考：比较1号和2号试管，说明：葡萄糖只有在
含细胞质基质+线粒体
3
细胞质基质 中才能被分解
比较1号和3号试管，进而说明：丙酮酸在线粒体 中可以继续被分解
细胞质基质
C6H12O6 酶
丙丙酮酮酸酸
酶
H2O
CO2
线粒体
提出问题：
1、O2在哪里参与反应？ 2、能量在哪里产生？
？ O2
细胞质基质
C6H12O6 酶 2C3H6O3（乳酸）+少量能量
小资料： 1mol葡萄糖不彻底氧化分解产生乳酸释放196.65KJ的能量，有61.08KJ转移至ATP中 （31%），其余以热能形式散失。
无氧呼吸的概念：
细胞没有氧__气__的参与，通过 酶 的催化作用，不彻底氧化分 解有机物，产生__酒_精__和 CO2 或 乳酸 ，同时释放少量 _能__量 的过程。
水稻根的细胞仍然需要进行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水。如 果稻田中的氧气不足，水稻根的细胞就会进行酒精发酵，时间长了， 酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。
创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊 愈。
皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌（破伤风杆 菌）就容易大量繁殖。遇到这种情况，需及时清 理伤口、敷药并注射破伤风抗毒血清。
线粒体内膜 12H2O
+
能量
有氧呼吸的全过程
C6H12O6
酶
4[H] 第三阶段 (线粒体内膜) 酶
6O2
2C3H4O3
酶 20[H]
第一阶段
细胞质基质 能能量量（2ATP）
6H2O
第二阶段
(线粒体基质)
12H2O 能能量量(34ATP） 6CO2
能能量量（2ATP）
细 胞
探究活动五、葡萄糖有氧氧化分解后的能量去向
提倡慢跑：促进肌细胞有氧 呼吸,防止无氧呼吸产生乳酸 使肌肉酸胀。
剧烈运动中，肌细胞因 氧气不足，进行无氧呼吸 产生大量乳酸，会引起人 有肌肉酸胀乏力的感觉。
根据下列不完整的呼吸作用示意图，回答下列问题： （1）填出图中方格内的物质名称：___丙__酮_酸__________。 （2）从图中选择有关字母，填在每题的横线上：
剧烈运动后上肢和下肢骨骼 肌往往会产生什么感觉？
无氧呼吸
C6H12O6
第一阶段 酶
能量（2ATP）
细胞质基质 2C3H4O3 + 4[H]
第二阶段 酶1
酶2
2C3H6O3
2C2H5OH+2CO2
无氧呼吸两个阶段反应式：
第一阶段：葡萄糖初步分解 场所：细胞质基质
C6H12O6 酶 2C3H4O3+4[H] + 能量 （少量）
产生H2O，释放热量
探究活动二：葡萄糖在细胞内的反应场所
将酵母菌研磨离心后得到的上清液（含细胞质基质）和沉淀物（含线粒 体），以及酵母菌匀浆，分装在以下3只试管中，加入等量的葡萄糖，并 向试管中通入氧气，一段时间后，根据下面所给的实验现象，回答
丙酮酸
无反应
CO2、H2O
葡萄糖
葡萄糖
葡萄糖
含细胞质基质
在细胞内,1mol的葡萄糖彻底氧化分解以后，可使1161kJ左右 的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。 请你计算一下：1.有氧呼吸的能量转换效率大约是多少？ 2.这些能量大约能使多少个ADP转化为ATP?
1、有氧呼吸能量转换效率是多大? 1161/2870=40.45％
2、这些能量大约能使多少个ADP转化为ATP？
有氧呼吸与无氧呼吸的比较：
有氧呼吸
无氧呼吸
条件
不
同 点
场所
产物
释能
相 实质 同 点 意义
O2、酶、适宜温度和pH
无氧、酶、适宜温度和pH
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
CO2和H2O 大量能量 都将有机物 氧化分解
酒精和CO2或乳酸 少量能量
，释放 能量
1、为各项生命活动提供能量 2、为其他化合物的合成提供原料（如丙酮酸）
发光
发光
葡萄糖
丙酮酸
+荧光素
1
+荧光素
2
含细胞质基质
含线粒体
结论：细胞质基质、线粒体中都能产生ATP
有氧呼吸过程还有其他物质产生吗？
褪色
褪色
葡萄糖
2，6二氯酚靛酚
丙酮酸
2，6二氯酚靛酚
1 含细胞质基质